Sổ tay hàng hải - Tập 2 - Chương 31

Sổ tay hàng hải - Tập 2 - Chương 31: Ổn tính và phương pháp tính toán

1 Tuỳ theo hướng nghiêng ngang (ắc) hay nghiêng dọc (bổ), ổn tính gồm có ổn tính ngang (Transverse stability), ổn tính dọc (Longitudinal stability)

2 Tuy theo góc nghiêng nhỏ hay lớn, ổn tính chia ra ổn tính ban đầu với góc nghiêng 10°~15°

(nitial stability) và ổn tính góc nghiêng lớn với góc nghiêng trên 15” ( Stability at large inclination)

3 Tuy tinh chất của ngoại lực, với góc nghiêng lớn nếu xét tới ảnh hưởng của gia tốc góc và

quán tính, thì ổn tính được chia ra ổn tính tĩnh (Statical stability), ổn tính động (Dynamical

stability)

4 Tuy theo tau có bị hư hỏng khoang, két hay không, ổn tính chia ra én tinh nguyén (Intact stability) và ổn tính tai nạn ( Damaged stability) hoặc còn gọi là tính chống chìm (nsubmersibility)

Trong phân này chủ yếu trình bày ổn tính ngang, gọi chung là ổn tính

Tàu chạy biển phải có đủ ổn tính, nếu không tàu sẽ bị lật, nhưng ổn tính quá lớn khiến cho tàu lắc góc độ quá lớn trong sóng gió làm cho hàng hoá bị dịch chuyển , gây nên tổn thất cho tàu và hàng hoá Vì vậy trong suốt hành trình, con tàu lúc nào cũng phải được duy trì ổn tính thích hợp

31.1.2 Các lực tác dụng vào tàu và thuật ngữ ổn tính

Hình 31.01a cho thấy các loại lực tác dụng vào con tàu khi nó ở trạng thái nổi cân bằng Từ hình vẽ, mô tả các thuật ngữ cơ ban sau đây,

1 G- Trọng tâm của tàu

Toàn bộ trọng lực của tàu gồm tàu không, nhiên liệu, hàng hoá, nước giằng tàu, hằng số tầu tác dụng qua trong tam G theo chiéu thẳng đứng hướng xuống phía dưới

2 KG - Chiểu cao của trọng tâm tính từ đường cơ bản (ki tàu)

3 B- Tâm nổi

SO TAY HANG HAI 218

Là tâm của khối nước mà tàu chiếm chỗ Lực nổi của khối nước tác dụng vào tàu qua tam B

theo chiều thẳng đứng hướng lên trên Khi tàu nổi ở trạng thái cân bằng thì lực nổi và trọng

lực của tàu tác dụng trên cùng trên một đường thẳng đứng, bằng nhau và ngược chiều nhau

Hình 31.01 KB - Chiểu cao của tâm nổi B tính từ ki tàu

Hình 31.01b cho thấy tàu bị nghiêng dưới tác dụng của ngoại lực Trọng tâm G của tàu không thay đổi Đường nước thay đổi từ WaLo đến W¿L¡ Vì hình dáng phần chiếm nước của thân tàu thay đổi làm cho tâm nổi từ B dịch chuyển đến Bị Trọng lực của tàu tại G và lực nổi của nước tại Bị tạo thành một ngẫu lực

Tâm nghiêng M (Metacentre)

Từ B¡ kế đường thẳng đứng, đó là đường tác dụng của tâm nổi B;, đường này cắt đường trung

tâm thẳng đứng của tàu tại điểm M Với một góc nghiêng nhỏ từ 10° đến 15° sự dịch chuyển

của Bị rất nhỏ, do đó sự dịch chuyển của M cũng rất nhỏ có thể coi như M là cố định M được gọi là tâm nghiêng (Metacentre) Chiểu cao của M biến đổi theo mớn nước của tàu Nếu tàu nghiêng góc độ lớn thì Bị dịch chuyển ra phía ngoài rất nhanh chóng, do đó làm cho

M dịch chuyển lên phía trên, vì vậy không thể coi M là cố định được nữa và không còn được

sử dụng để tính toán ổn tính theo cách thông thường

Bán kính tâm nghiêng (Metacentric radius)

Khoảng cách giữa tâm nghiêng M và tâm nổi B gọi là bán kính tâm nghiêng

r=BM=1= VA 1

Trong đó, r - Bán kính tâm nghiêng

I, - Mômen quán tính của mặt đường nước đối với trục trung tâm dọc

(Inertia moment of water plan)

V - Thể tích chiếm nước

A - Lượng chiếm nước

ø - Khối lượng riêng của nước

SO TAY HANG HAI 219

Công thức trên cũng cho thấy rằng với góc nghiêng nhỏ, lượng biến đổi của điện tích mặt đường nước rất nhỏ do đó biến thiên của l„ cũng rất nhỏ, V không đổi, vì vậy bán kính tâm nghiêng BM cũng dịch chuyển rất nhỏ, coi như r cố định

7 KM - Chiểu cao của tâm nghiêng M tính từ ki tàu K

KM=KB+BM

8 Chiéu cao én tinh (Metacentric Height) GM

Là khoảng cách giữa trọng tâm G của tàu với tâm nghiêng M GM được tính toán để đánh giá ổn tính của tàu ở góc nghiêng nhỏ dưới 15”

Khi G nằm dưới M gọi là GM “dương”, nếu G nằm trên M gọi là GM “âm

'

9 Tay đòn ổn tính (Righting lever) GZ

Xem hình 31.01b, từ G vẽ đường vuông góc với MB¡, gặp MB; tại Z, GZ gọi là tay đòn ổn tính Trọng lực của tàu vă lực nổi tác dụng lên hai đầu mút của GZ tạo thành mômen ngẫu luc, khi mômen này có khả năng làm cho tau hồi phục lại vị trí cân bằng ban đầu thì gọi là mémen héi phục (Righting moment) hay còn gọi là mômen ẩn tính tĩnh

Nếu trọng tâm G của tàu quá cao, như hình 31.02b, sau khi tàu bị nghiêng do ngoại lực,

chiều tác dụng của trọng lực và chiều tác dụng của lực nổi tuy vẫn không nằm trên một làm

cho tau nghiêng thêm khiến tàu ở trong trạng thái không ổn định, mômen đó gọi là mômen

31.2 Chiểu cao ổn tính ban đầu GM

31.2.1 Định nghĩa ổn tính ban đầu GM

GM là đại lượng đo ổn tính trong trường hợp góc nghiêng nhỏ, đại lượng này không biến đổi

khi góc nghiêng biến đổi, có thể dùng nó để xác định mômen ổn tính sinh ra khi tàu bị

nghiêng do tác dụng của ngoại lực

GM=KM-KG Với góc nghiêng 6, lực nổi và trọng lực của tàu tạo thành mômen ngẫu lực, tức là mômen ổn

tính như mô tả trên hình 31.01b Nếu góc nghiêng Ønhồ (trong phạm vỉ Ø< 10! ~ 15°), tâm

nghiêng M có thể coi như là một điểm cố định trên đường trung tâm thắng đứng của tàu Ổn tính nh của tàu với góc nghiêng nhỏ gọi là ổn tính tĩnh ban dau

Mômen ổn tính tĩnh ban đầu tính như sau :

Phân tích công thức trên cho thấy, với một con tàu có trọng tải nhất định:và góc nghiêng nhất định (góc nghiêng nhỏ) thì mômen ổn tính tĩnh ban đầu tỷ lệ thuận với GM, Vì vậy, điêu chuẩn cơ bân để đánh giá ổn tính bản đầu là chiều cao ổn tính GM sau khi hiệu chỉnh mặt thoáng tự do

Ngoài ra, mômen ổn tính tĩnh ban đầu còn tỷ lệ thuận với lượng chiếm nước A của tàu, cho

nên với một con tàu nhất định khi đẩy tải và khi không có tải thì mémen 6n tinh tinh ban

31.2.2 Cân bằng ổn định, cân bằng trung hòa, cân bằng không ổn định

Tùy theo GM có dấu (+), hoặc bằng không, hoặc có dấu (-) mà eon tàu có:3 trạng thái cân

1 Cân bằng ổn định (Stable Equilibrium)

Một chiếc tàu được coi như có thế cần bing 6 ổn định khi bị nghiêng dưới tác dụng của ngoại lực, nó có thể hổi phục lại thế cân bằng ban đâu khi ngoại lực thôi tác dụng như mô tả trên hình 31.01b Tức nó phải thỏa mãn những điều kiện sau,

-Ở góc ngiêng nhỏ, có GM dương -

- Ở bất kỳ góc nghiêng nào, “GZ phai nim vé phía nghiêng thấp của tàu

2 Cần bằng trung Hòa (Neutral Equilibrium) io

Một chiếc tàu nghiêng dưới tác dụng của ngoại lực nó không có xu hướng khôi phục lại thế cân bằng ban đầu cũng không có xu hướng nghiêng thêm thì coi nhứ nó ở thế cân bằng trị ung hòa Trường hợp này xảy ra khi trọng tâm G va tam nghiéng tring rhau, trong lc va hc n6i tác dụng lên cùng một điểm, không tạo ra tay đòn ổn tính, xem hình 31.02a Lúc nay con tau chịu chỉ phối hoần toàn bởi ngoại lực Trong khai thác không cho phép tàu ở trạng thái cân bằng trung hòa

Hình 31.02

3 Cân bằng không ổn định (Unstable Equilibrium)

Một chiếc tàu ở trạng thái cân bằng không ổn định là chiếc tàu sau khi bị nghiêng dưới tác dụng của ngoại lực, nó có xu hướng nghiêng thêm làm cho tàu có khả năng bị lật, xem hình 31.02b Trường hợp này xảy ra khi,

SỐ TAY HÀNG HẢI 221

- Với góc nghiêng nhỏ, tàu có GM âm

- Với bất kỳ góc nghiêng nào, tay đòn thế vững GZ nằm về phía nghiêng cao của tàu

Lúc này, đưới tác dụng của trọng lực và lực nổi tạo thành ngẫu lực âm khiến cho tàu càng

nghiêng về phía thấp hơn Khi xếp hàng hoá chạy biển không cho phép tàu ở trạng thái cân bằng không ổn định

31.23 Chiểu cao ổn tính GạM

Chiểu cao ổn tính GoM là ổn tính ban đầu GM sau khi hiệu chỉnh mặt thoáng tự do

Công thức cơ bản tính GạM,

GạM =KM - KG- đGM:

Trong đó, KM - Chiều cao tâm nghiêng M tính từ ki tàu

KG - Chiều cao trọng tâm của tau tính từ ki tau

đổ GM; - Lượng hiệu chỉnh mặt thoáng tự do đối với chiều cao ổn tính ban đầu Trong công thức trên căn cứ mớn nước bình quân của tàu có thể tìm KM trong thông báo ổn

tính của tàu Thành phần KG và ổ GM; được tính toán ở các phần trình bày sau đây

Nếu như trên tàu không có các tư liệu để tra cứu, có thể tính KM bằng các công thức kinh

nghiệm như sau,

KM = KB+BM

KB = 0,54d,

BR

BM = 0,08 — Trong d6, d„ - Mớn nước trung bình của tàu

B - Chiểu rộng của tàu

31.3 Tính chiều cao trọng tâm KG của tàu

31.3.1 Công thức tổng hợp

_ A,KG, +5PKG,

A

KG Trong đó,

A - Lượng chiếm nước của tàu (0

As- Lượng chiếm nước tàu không (1)

KG, - Chiểu cao trọng tâm tàu không (m)

P¡ - Khối lượng của loại hàng thứ ¡ (Ð) ( hàng hoá, nhiên liệu, nước ngọt trong từng hầm hàng, két chứa)

A = EP+ A,

KG, - Chiểu cao trọng tâm của trọng lượng P¡ (m)

SO TAY HANG HAI 222

31.3.2 Chiều cao trọng tâm KG, cửa trọng lượng tau khong (Light ship’s weight)

Khối lượng tàu không và chiểu cao trọng tâm KGo của nó là một đại lượng cố định có thể tìm trong tư liệu của tàu Sai số của KGo chừng 0,02m

Khi tính khối lượng tàu không tải, cần xem xét tới hằng số của tàu Hằng số tàu là một đại lượng có thể xác định khối lượng nhưng không xác định được vị trí của nó, có thể coi như khối lượng này phân bố đều trên tàu mà sai số phát sinh không lớn lắm Vì vậy có thể coi trọng tâm của hằng số tàu trùng với trọng tâm tàu không, còn bằng số thì cộng vào khối lượng tàu không

31.3.3 Tính khối lượng nhiên liệu, nước, vật tư , vật phẩm dự trữ và trọng tâm của chúng

Để xác định trọng tâm của tàu, đối với nhiên liệu, nước, „

vật tư dự trữ thì tính riêng cho từng khoang, két Nói ¿

chung trong tư liệu của tàu có cho các đường cong để tra

cứu chất lỏng chứa trong từng khoang, két Hình 31.03

là đồ thị điển hình cho một két nhiên liệu của một tàu

nào đó giúp ta tìm trọng tâm và thể tích của chất lỏng

khi biết độ sâu của chất lỏng đó Độ sâu của chất lồng ạ

được đo bằng thước dây (tape), khi đọc thước cố gắng

đọc chính xác đến 1cm Theo hình vẽ nếu độ sâu của Hình 31.03

chất lỏng là H thì tra được thể tích V và KG; tương ứng,

Khi đo độ sâu của chất lỏng phải tiến hành một số hiệu chỉnh như sau,

1, Hiệu chỉnh khi lỗ đo không nằm ở giữa két theo chiéu doc,

Giả sử tàu có chênh lệch mớn mũi lái là t, góc chúi lái là ø, lỗ đo tại C, B là vị trí giữa két, như hình 31.04a mô tả mặt cắt dọc của két, z, z' là mặt thoáng của nhiên liệu, dùng thước đo được độ sâu của chất lỏng là DF Độ sâu thực của chất lỏng là AH

SO TAY HANG HAI 223

Vpd

Tàu XYY, két nhiên liệu Số 2.có lỗ›đo năm ở mặn i4i?1Õ đơ“ tách đườngrgiữatšb Sài đói

đượờ đệ: sâu - nhiên liệu trong; két đọtltrểnfthướ lài 1,81 othu:đing hghiêhg vềi bên thái 8h Tim độ sâu dhực tế của nhiên liệu tong kếu

th

voted? vob wbl (oqat) vib abd) aa tid eb obub Khí đo các gt cân cht ý, nếu tàu bị:pghiêng, ngang:hoặc chúi khi đo, và: biêu chỉnh độ sâu

chất lỏng trong các kết quá đây hoặc trong.kếtcòm|ai,một lượng, nhỏ chất |ÔNETI 61 suốt arto

a) Trường hợp két còn một;Ìwgps,nhỏ chất lỏng.!heo.pbư,hìyb.21,05ay/KE,đ, tại ,điểm¡A thị thước đo đọc được bằng không nhưng thực tế trọng két vẫn còn chất Wane Néu do tai diém

ch

B, mặc dù đã hiệu chỉnh nghiêng 'ñgkb, thi tú) bảdg Hhậh tợc (iế! 86t) M40 (61g44 whe

nhiéwhion thể tídrchất lồng,thựccgó/troigi kết, so ở 6{ (BI Ta nồui dö2E u20 0a tải de FO

9lrplðif§ Hop won Ret wan way chất lồi theo bhi hih 31056; Hew do tHe afdin Aad dd

đã được hiệu chỉnh nghiêñÿh£Àiỹ; Thể tích! chất lòng thực có cớ ' tiể nhiều Hơi thể đếh chất

lỏng tra bảng Nếu đo tại điểm B, mặc dù số đọc trên thước đo là đậy nhưng thực tế két vẫn

còn còn trống

“AH = Dp Ford Be

LINH Go ral THÊ mỗi tal

Tính toán trọng tâm của trọng lượng hàng hoá khá phức tap p Hàng bách hoá thường xếp theo

yên lãi đơn; mỗt.vận tả¡,đạn cĩ nhiền, loại hàng Nĩi: chung chiêu ¡cao trọng tâm,của cáo đơ;

hàng, đượé tínhchằng,các,phương pháp,gần đúng nh saeco: cy tốn Ví daứi ons Sido

Sử dụng bản vẽ mặt cắt dọc của tàu, trên đĩ cĩ đủ kích thước các hầm, két theo mor ty

nhất định Tính thể tích.tững lơ hàng,xếp trang tng-hdm, tinh, tý,lê,giữa, thể tích 1ơ hàng và:

thể tích hâm hàng, đánh dấu phân thể tích của hàn; trong hầm hàng theo tỷ lệ Sau đĩ tìm

trọng tâm của lơ hàng trên bẩn Vee diet cine ad độ cao trộng 'iãm Ca lố ‘hang dn ki ia!

Bod gréd oso wine E\S 6 mt gnu yal 240.1Ê alt, BL ifn nore yanora obo tiv OG (E

hes GTP did osd anéH A

PAL ATH S WO CKS cad nein Hag ni th aay Heer 2g đợi3m6n Got ond gasH bl ond udid abda 250 ily UUB pướnHH mất guỌn ộd3Ÿ narl 3d) ịa vần nội] oad Bằng phương pháp này sau khi tìm được độ cao tính từ đáy như nĩi trên phải cơng với chiều

cao của đáy đơi sẽ nhận được trọng tâm của lơ hàng tính từ RftÉn tịl mập Tbv iơb đnils nội .ẽ

lấy giá trị trung binll Be? NP HE sO CRAPS CG City AERO A GB SH thf HHS TR

trọng tâm từng phần hàng riêng biệt Trong quá trình tính tdáni nếcâwphải tiến kênh Gist ,ị

vài hiện chỉnh như sau: ca: ny

Bor niga, ‘hinh Trời Ho o8 Ob ono mal ail id i61 gnéd isol 2 16m Vgda U61 dnf1 hup gnorT

-_ #iêu:chỉnh đơ cao tgong tâmiehothàng tờihàngcb8eida nội Sdt bo adot duit idl gadis sel id

ly Bàn dbftelud3aÐdilp Qing?ziðgayiat tin nồ írl† rdÌdo udid gnddd v3 ịa sữa nẬb

.nồ¡d nân V§a ué3

an odo 150 fZq3x_ogub fdi olbslsrd6l ado vib 6 q5x olub gư6nd| susa-sfi6ÍÌ ontoinoa gnofF

.afor ditt oa) gros dod q&dlt Se) 30 oanolrlod ơd n6ot sữa mi gto 31 orl) gnom

guád 1§m âd sữa ïov ộb s§od oso Ob Ens 3108 1à3 sữo0 gnơi giốiÍ s2 mÃ1 sợi oso ộ@đ dafu Bup gnorT ,Uấi sửa nội Y3 qươn ịo hod gắd doit gnub id? 6b Yu eu Sb Se Wb msl gndl

dì 1bd9 iồb verl mơi gaợn oso Ob oma reél ib yer Sct Oo Bod Badd Ob Iida ,nồid nộn ved9

Nên chia ra hai khối, khối hình chữ nhật bên dưới lấy chiều cao trọng tâm bằng một nữa của chiều cao hình chữ nhật, khối ngọn ở trên lấy chiểu cao trọng tâm bằng 1⁄3 chiều cao của

ngọn

2) Hàng rời đã san phẳng hoặc hàng bao nhỏ xếp phẳng (hình 31.08b)

Lấy chiều cao trọng tâm bằng một nữa chiều cao của hàng hoá

3) Hàng rời bể mặt có hình lòng chảo chưa san phẳng (hình 31.08c)

Lấy chiều cao trọng tâm bằng chiêu cao hàng hoá và hiệu chỉnh phần lòng chảo

Hiệu chỉnh đối với hình đáng hầm hàng

Đối với hầm bàng hình chữ nhật, hình 31.09a, trọng tâm lấy ở giữa chiểu cao hàng hoá 2) Hầm hàng có hình đáng như , hình 31.09, trọng tâm lấy ở 1/2 ~ 2/3 chiều cao hàng hoá

Hiệu chỉnh đối với đệm lót hàng

Nói chung đệm lót thường làm cho trọng tâm hàng hoá cao lên, cho nên khi tính chiéu cao trọng tâm của loại hàng hoá này phải hiệu chỉnh cho chiều cao đệm lót

Hiệu chỉnh độ lún của hàng hoá

Trong quá trình tàu chạy một số ố loại hàng rời bị lún làm cho độ cao của trọng tâm hàng hoá

bị hạ thấp, khi tính toán có thể hiệu chỉnh bằng cách trừ đi 1%~ 2% độ cao trọng tâm ban đầu của nó Nếu không hiệu chỉnh thì ổn tính tính toán có thể nhỏ bơn ổn tính thực tế khi tàu chạy trên biển

, Độ cao trọng tâm của hàng contennd

Nói chung, độ cao trọng tâm của mỗi contennơ có thể lấy bằng một nửa chiểu cao của nó

Trong contennơ hàng nặng thường được xếp ở đáy còn hàng nhẹ thì được xếp ở trên, cho nên trong thực tế trọng tâm của toàn bộ contennơ có thể thấp hơn trọng tâm tính toán

Độ cao trọng tâm của hàng lồng

Độ cao trọng tâm của hàng lỏng trong két có thể dùng độ cao hoặc độ vơi của bể mặt hàng lỏng làm đối số để tra từ đỗ thị dung tích hàng hoá có trong tư liệu của tầu Trong quá trình chạy trên biển, nhiệt độ hàng hoá có thể thay đổi làm cho độ cao trọng tâm thay đổi chút ít

SO TAY HANG HAI 226

Nói chung, trong quá trình tính toán đối chiếu ổn tính không tránh khỏi sai số, đặc biệt là sai

số khi xác định trọng tâm hàng hoá để tính toán độ cao của trong tâm Vì vậy khi tính toán bao giờ cũng chọn con số có xu hướng bất lợi cho ổn tính để nâng cao độ an toàn của ổn tính tính toán

10 Ví dụ tính chiểu cao trọng tâm hàng hoá

Một chiếc tàu hầm hàng số 3 xếp hàng theo như hình 31.10, dung tích hầm hàng này là

3.800mẺ, chiều cao của hầm hàng 8,1m, chiều cao đáy đôi của hâm 1,4m Hàng hoá trong

hẳm được thống kê theo bảng dưới đây Hay tinh chiéu cao trọng tâm đến ki của toàn bộ hàng hoá trong hầm

Gộp các loại hàng có bệ số chất xếp bằng nhau thành một nhóm hàng như thuốc lá và hàng thủy tinh để tính Dùng cách tính theo tỷ lệ chiểu cao hẳm hàng để tìm trọng tâm của của từng nhóm hàng:

Độ cao hàng hoá = as H

Trong đó, v — Dung tích hàng hoá, V — Dung tích hẳm hàng, H ~ Độ cao hâm hàng

Chẳng han dim thép 1000, hệ số chất xếp 0,5m”/t, tính dung tích của thép là 500m” Vậy thép chiếm thể tích là:

Hàng hoá Trọng Hệsố |Dung tích | Chiến dụng | Độ cao của hàng | Độ cao trọng tâm của hàng

lượng (1) | chất xếp |hàng (mẺ) | tích hầm (%) (m) (m)

Dâm thép 1000 05 500 13,2 0,132 X 8,1 =1,07 1,44+1,07/2=1,935 Giấy báo 800 25 200 52,8 0,528 X 8,1 =4,28 1,4+1,07+4,28/2 = 4,61

“Thuốc lá 100 40 400

Thuỷ tinh 200 409 800 31,7 0,317 X 8,1=2,57_ | 1,4+1,74+4,284-2,57/2 = 8,04

SỐ TAY HÀNG HẢI 221

isa 61 1Sid obb 62 ise iodd dau

noi dott icbl vBy ÍV chất qười sfio oe

31.47tinis lnging higu.chink.cua: mặthoáng tự, do, 3@M¿,,

31.4.1 Phương pháp tính toán

Mặt thoáng tự do như mặt thoáng của nước balát, nướš ngột, dầu nhiéh liệu chứa tròng các “

Kết6êngà@j dâñ:hàng hoá:chứa trong›oáo khoang, tàu dầu có ảnh hướng rất lớn;đến;ổn, tính,

ghúng làm ;pheHreng, tâm của tàu niâng icao: do, đó:làm giám-ẩổn tính của tàu., Vì vay khi:tính

thám ẩn tírfopMä#X6trtớiảnh:hưởng củá:mặt:thoáng tự do ¡ổGMn :

6 GMr = Trong đó,

Để tính i„ có hai cá

1 Dùng tư liệu của tàu OP PE dais

Nói chung, trong thông báo ổn tính của tàu đều có bảng tra cứu số hiệu chỉnh mặt thoáng tự

do của từng két đối với ổn tính an đầu, e tau, trong tu liệu, tính sin võ GM, cũng có dầu chỉ

BHO" Asoo ea ail

aio suo mãi quợn ra 3B ›

.quấi mất os9 ôi:

VỀ” T008 61 gts sữa ưu gu đổi cuống doc tàn ak ha dua tấu vàn niAD

Tra trong bằng ” Hiệu chỉnh mặt thoáng tự do” trong thông báo ổ én n định tau”, Kết, thứ nhất p-i = 780m", két thứ hai Øø -¡ = 1560m vậy,

oso Sito gato Mv sTO.1 :

ổGM,= 780+1560 - =012m

19500 GoM = GM- ổ GM; = 0,8-0,12 = 0,68m

2 Ti nút Pet age 4 gobd 54 15i ì

| *ðlier thong l6 tig để tà cm gián t tn) tu a

| Các két chứa chất lỏng ớt

mũi ei? c he tay ae ae iy

[Momo ewe.crae bet rab | Tế 6L x R0 2

Tes UNL DUA VAT 02

1 - i= 79% PBY(G +87)

6n da Đa Trong công thức,

1-Chiéu dai 20H Hint thang Gh) bh, bay’ ngất xà 'đây dài Vúa tình thang Èá)z? !ồM

Sys két hinh turk aie KIÂN31/ ÑĐ !2⁄ nêu

- Tầd» gueoibl by ia obo Baul So oly c

đuš 1ồd mâm 3B (noiz+z1b Ieuit BRAG) wy i eo ODT

48 2) Đối vội sáokét tròn, AYA HSL duai Xu ah đa? tì

Trg cfg Acid chat one pe có các két có hình đẳng àhú;

a) Két hình Llilg có thể tinh i, như sau,

dah onsen werkt te iu tủa š

b) Két hình tròn |như hình hình 31]1e ob Fenech mene

4) Ảnh hưởng của các vách ngăn đọc

Từ các công thức cho két hình chữ nhật ở trên nhận xét vệ chiểu rộng b của két có ảnh hưởng lớn nhất đến số hiệu chỉnh mặt thoáng tự do, cho trong các két và khoang chất léng thường tăng cường các vách dọc chia khoang (longitudinal đivision) để giảm bớt ảnh hưởng của mặt thoáng tự do

Nếu két chữ nhật có một vách dọc như hình 31.12a Vách ngăn dọc Vách ngăn dợc

Nếu két chữ nhật chia làm 3 phân bằng nhau có hai > <

vách ngăn dọc như hình 31.12b thì mômen quần tính

5) Vi du về cách tính số hiệu chỉnh mặt thoáng tự do bằng công thức

Một chiếc tàu có lượng chiếm nước A =18.400t, chiéu cao ổn tính ban đầu GM= 0,60m Do két nhiên liệu 1 (phẩi) và két nước ngọt 2 không đây nên phát sinh mặt thoáng tự đo, hai két đêu là hình chữ nhật Tìm GuM

GoM = GM- 6 GM; = 0,60 - 0,15 = 0,45m 31.4.2 Mối quan hệ giữa góc nghiêng ngang với mômen quán tính của mặt thoáng tự đo

1 Két vách thẳng đứng

Giá trị mômen quán tính mặt thoáng tự do phụ thuộc vào hình dáng và kích thước của nó Nếu vách két là thắng đứng như hình 31.13a, b, khi tàu đang ở trang thái cân bằng nghiêng sang một góc độ Ø nhỏ thì mặt thoáng tự do tăng lên một giá trị bằng 1/cos Ø lần, và mômen quán tính tăng lên 1/cos Ø” lẫn Bảng dưới đây cho ta hệ số đối với mômen quán tính khi tàu nghiêng ngang trong phạm vi 45, Từ các số liệu trong bảng nhận xét thấy rằng trong phạm

vi góc nghiêng ngang 15” thì mômen quán tính tăng không quá 10%, trong thực tiển hàng hải

có thể bổ qua ảnh hưởng này Như vậy có nghĩa là, đối với mặt thoáng tự do của két vách đứng thì “góc nghiêng nhỏ” phải lấy 15° làm giới han

2 Két có vách nghiêng

Đối với két có vách nghiêng theo như hình 31.13c, khi tàu nghiêng ngang thì mặt thoáng tự

do tăng lên rất rõ rệt, mức độ tăng lên nhanh hay chậm tuỳ thuộc vào góc nghiêng của vách Với vách có góc nghiêng bình thường trong két thì nên lấy góc nghiêng ngang Ø của tàu

khoảng 10? hoặc nhỏ hơn làm giới hạn

31.4.3 Hiệu chỉnh mặt thoáng tự do khi góc nghiêng ngang lớn

Hầu hết các khoang két trên tàu đều có thể xử lý như là khoang két vách đứng Với góc nghiêng lớn, trước khi nghiêng đến mức chân vách lộ ra hoặc đỉnh vách khuất mất thì xử lý bằng cách áp dụng bắng “Bảng hiệu chỉnh mặt thoáng tự do khi góc nghiêng ngang lớn”, nếu

góc nghiêng ngang lớn đến quá mức chân vách bắt đâu lộ ra hoặc đỉnh vách bắt đầu khuất mất thì lấy a@° =90°~6° tra vao bang tìm số hiệu chỉnh để tính

2) Ảnh hưởng của mặt thống tự do đối với ổn tính khơng phụ thuộctttầ6Lwị Ârê tủa mặt -°

wi gf ROGER: miễn là i thodng khơng đổi

3) Knee long! chat lang trong 'kết 9à! đội cĩ: mat twodng eta'né whe vg anh hướng ì gt Aen on

WO) ¢hih Matta! sides con iS) ar as i sect ị So doby roy

(usa Gad) yn taầz ịa Hi tị tố

4) Mặt thống tự do trên trục ngang ảnh hưởng đến dnt tinh của tàu lớn hơn rất nhiều so với ảnh hương của nĩ trên trục dọc đối với ổn tính của tàu

5) Trục nghiêng ngang mặt thống tự do hồn tồn xác định bởi "diện tích mặt thống, trục này phải đi qua tam hình học của điện tích mặt thống song sơng với true, đọc mũi lái của

q ầu gasp fbf CALE

3) Nếu phải lấy khơng đây väo khoang; kết thì nên phĩnếp khoanh, iéu c6:dlệrffdä niặt.1£

mm thống nhỏ pode tố; chiéu gang nhỏ

ts ra H55 nội nộ! 134 naaodŒ sa Set oh

4): Khi hanh trình nên tử tiên:đùng nhiÊn liệu và nườc ngột trolg lếc'KHốgi kelán 6,

saw 46 thi ding ổ»sác khộng: két nhỏ :hoijt0utiển dùing?ếC Khoanb:ketrnià tive whieh

oì1@uynữớt tường đối can trước; sat Ìđ6 dùip cáo kết số mo sâu hơi: BLA 8/151 80 S05

Peal Oe ind gy ny : oval itt eben 5) Cố gắng dùng hết nhiềh tieu thế nước trong "mắt kết sau 'đĩ chuyển sang dùng các kết khác

pes via dediis Said ont

6) Néu diéu kién cho phép thì: cho dần, “hơm nước 'ðảlát sau khi tiêu hao nhiên liệu hoặc nước ngọt „ ~ pooper me cư erec ca

Khối Chiằu cao trọn, ˆ

“Hain, "kết ° nỘ đượng (9 |: v›đâm từ kiêm Hà Mômen (Lm)

Tổngmômen = '5486ltm - welt gu nha "m

Tra trong tư liệu tau cd,

'Với niệf còn tầù cụ thể, phải cắn cứ vào thông bad ổn tnh cũ 'Ýà tĩnh hình thực tế của

*+từng chuyến nhữ hàng Hoá, nhiên Tiệử/ nướ ñgọt; nước baÌất để tình toán ổn tính ban đầu của tàu và đối chiếu với tiêu chuẩn ổn tính theo quy định của quỷ ‘phar’ dude gia hoặc của

IMO dé xem ổn tính đã tính toán có phụ hợp quy định;hay không, Dưới:đây cho ổn tính (đã

hiệu chỉnh mặt thoáng tự do) thích hợp của một số loại tàu để tham khảo

Ổn tính ban đầu của các loại tàu

Tau hang, 2.000~5.000 Đây tải 0,5~1,1

khách 5.000~17.000 Đầy tải Không tải 0,5~1,8 09~12

Tàu dầu 3.000~10.000 Khong tai A Gat 3,0~4,0

1 Dịch chuyển hàng hoá theo chiều thẳng đứng

Nếu w ( khối lượng hàng hóa, vật nặng) dịch chuyển theo chiều

thẳng đứng từ Z¡ đến Z2 như hình 31.14, ta có công thức lượng

hiéu chinh 6GM như sau,

Đẳng thức trên với A cố định, có thể tính một trong 3 yếu tố öKŒ, w, Z, (Z= Z¡-Z2) khi hai thành phần còn lại đã xác định Chẳng hạn, tính khối lượng w phải dịch chuyển khi 6KỚ và

Z đã được xác định theo yêu cầu của người lập kế hoạch xếp hàng, thì w được tính như sau:

A-6GM W= ————

Z

Ví dụ,

Một chiếc tàu nào đó có lượng chiếm nước 6.500 tấn, KG 7,75m Để nâng cao ổn tính (hạ

trọng tâm của tầu) người ta cho chuyển 100 tấn hàng hóa trên boong xuống đáy hầm Lô

hàng này khi ở trên mặt boong có độ cao trọng tâm là 15 mét, khi xếp vào đáy hầm có độ cao trọng tâm là 1,5 mét, Tìm trọng tâm mới của tàu?

Giải:

100(15 — 1,5) Trọng tâm mới KG› = 7,75 —————— =7,34‡m

6500

2 Ảnh hưởng khi dịch chuyển hàng hoá theo chiều ngang

Nếu w phải dịch chuyển theo chiều ngang từ Y, đến Y; theo như hình 31.14 thì tàu phát sinh nghiêng ngang góc Ø,

3 Ổn tính khi đồng thời dịch chuyển vật nặng theo chiều thẳng đứng và chiều ngang

Vật nặng w dịch chuyển từ vị trí (Z,Y;) đến (Za.Y;) như hình 31.14 thì tàu đồng thời biến đổi ổn tính và phát sinh góc nghiêng,

ig0 = _MŒ 1) _ CỬ EAe4-9 — =-0,0535

A(GM +6GM) _ 14368(1,45+0,072)

Góc nghiêng của tàu a= 3, ổn tính của tàu GM= 1,45 + 0, 072= 1 522m,

ủi tin Ma pe adc

31 54 Tính ổn tính khi xếp/đỡ thêm ‘noth khối lượng nhỏ dưới 10% lượng chiếm, nước -

Xếp thêm lếñ tài ‘hohe đỡ khỏi tấu mot khối lượng nhổ w - lá thốt việc lầm 'thường' tuyên

trong quá trình khai thác tàu Khối lượng để k6 tiể là triệt 1õ hàng; niột'loại hàng siêu trọng;

hoặc lấy nhiên liệu vào tàu, hoặc nhiên liệu tiêu thụ trong hành trình, hoặc bơm vào hoặc,

bơm ra nước giằng tàu

2 fh 2 GGT

Giả sử cân xếp hoặc đỡ một khối lượng là w, ao;„

GMI, KM¡, KG¡, ổZM,; - lần lượt là chiêu gag, én, tinh, chiêu cao tâm nghiệng, trọng tâm

tàu yA, ảnh, hướng của mặt t thoáng tì hie tự, do, trước

¡xếp thêm hoặc d8 3 hang, , bs ở GM¿;, KM¿;, KG;, 6GM 72 ~ lần lượt là chiéu cao ổn tính, chiều cao tâm nghiêng; trọng € tâm tầu và ảnh hưởng của mặt thoáng tự do sau khi xếp thêm: “hoặc dỡ hàng

ôKG, đGM, - biến đổi chiều cao trọng tâm tâu' và lượng biến đổi của ảnh hưởng mặt thoáng tự do sau khi xếp/dỡ một khối lượng w

Nhận thấy¿»› ôm : GMa KM KG 55M 3 _ wis

Ay Nol Non er isk 5

- =k, kMä6M SRG SGA?" ado dol gab vee ih

Jor ref pe isla, Se save bide gndinlgns

Vì khối lượng,hàng, xếp/đö, nhỏ nem cGs the Joan Maas Gi r#fltsatikhitếpildidhôdb + hàng, ¿ ảnh hưởng c của jmặt thoáng tự do Khon aGi, OG

mid rel anh tải ALPE ceil toda (oY eA) ag ab AY, Meo Tn iv ti o Syudo doib w giận lậV

A, KG, ĐỀ 212 8 tlni2 1Ềdq Av cai no fob

e£C \NHOMMMYNYO2 SO TAY HANG HAI 236

GM), GM, - Chiéu cao ổn tính trước và sau khi xếp/dỡ;hàng,(mét) : ‹: › tố

>w, - Tổng đại số của các lượng hằng xếp/đỡi (tấu) (xếp;w.lấy dấu Œ), đỡ C)

Z¡ - Chiểu cao trọng tâm tính từ Kgủa trộng lượng hàng ¡ xếp/dỡ (mét)

KG, - Chiểu cao trọng tâm của tàu trước khi xếp/đỡ (mét) Pune gue

oul! Roo 2a id hati hue ‘ca Ha tittde hi xếpjdỡ hàng

31.5.5 Tính ổn tính khi xếp/dỡ một khối lượng trên 10% lượng 'chiếm nước ¡

Cần chú ý, công thức tính cho việc xếp/dỡ lô hàng nhỏ dưới 10% lượng chiếm nước vừa nói trên có được là dựa trên cơ sở sau'khi #ếp/đ8:inột khổi lượng nhỏ Midịch chuyển không đáng

kể, KM;-KM;=0 Nhưng với một khối Jugng hang lớn thì mớn nước thay, d ổi Jớn, công thức này phát sinh sai số khá lớn không còn thích hợp, không nên dùng Khi xếp/d0 khối lượng

lớn (trên 405) thi 4p dung 2 phương pháp sau đây, ,

Việc tính toán lại chiều cao ổn tính có thể dùng công thức sau, Mave batty fe ned

& AKG, £iw,.Z

GyM, = KM, - KGy-+ 5GMy= KM, ~ 2822" sc, y ‘ Ak dw,

Trong đó, Tujn tHš d1 0094 12g THỦ LẦN git ihe ta quite: Wid

9) 4G§Mg :s:/Ghiều:oaoiốn tính: sau.khi xếp/đỡ hằng, Ye eye eee dee Di

KM; - Khoảng cách từ tâm nghiêng đến đường cơ bản, sau khi xếp/đỡ Hằng mạ KG; - Chiều cao trọng tâm của tau sau khi xếp/dỡ hàng

6GM, - S& hiéu chinh mat thoáng tự đo sau ¡ khi xếp/dỡ hàng, bơm nước

Wị ¬ Khối lượng lô hàng Duy) thứ), oer Œœ), doe De

rE Ae sgtyu ose Sido dave

Một chiếc tau lượng chiếm nước 6 450, tế 4 chỉ u cao one Be lậm 1 KG = 4,52m Tại một cảng

, trung gian người ta đỡ khối: tầu: mot Tô hàng 200: tấn cổ c ail eag tong tim 2,5m ở một cẳng trung gian khác xếp lên mặt boong mộ£f'hàñg50 tấn có chiểu cao trọng tâm 5 mét Tìm chiéu cao trọng tâm của tàu sau khi dG yiexSp hàng ở h# công MO vậV Giải, ROL idub Sda gượul Beda Joe q5x qbd gavun ude ofdi gud gakd dniT (d

geo VN OWA TAT O2 SỐ TAY HÀNG HAI 237

Ở đây chủ yếu là tính lại chiéu cao trọng tâm KG' của tàu,

Trong đó, ngoài các kỹ hiệu giống như ở công thức trên còn có,

d- Mớn nước bình quân trước khi xếp/đỡ (m)

ở - Biến đổi mớn nước bình quân sau khi xép/dd, dd = — (m)

100x TPC TPC - Số tấn làm thay đổi 1 cm mớn nước

Zw - Chiểu cao trọng tâm của trọng lượng w (m)

Công thức cuối cùng,

GM, =GM,+—" Í**zg„pz~Z- -GM, Atw 2007PC

3 Góc nghiêng ngang sau khi xếp/dỡ một khối lượng nhỏ

Khi vật nặng w chuyển từ (0, Z„) đến(Y, Z„), làm phát sinh góc nghiêng ngang Ø có thể

tính như sau,

Y, tg0= _— _

Ta dùng hai phương pháp để tính toán ổn tính sau khi xếp hàng để so sánh

a) Tính bằng cách trực tiếp tra bang

Lượng chiếm nước 9 587+950 = 10 537t, tra bảng các tham số thuỷ tĩnh nhận được (sau khi xếp thêm hàng) KM¡=9,557m

Tinh chiéu cao trọng tâm sau khi xếp thêm hàng,

(9587 x 7,84) + (950 x 12,56)

9587 + 950

Vậy GM = 9,557-8,266 = 1,291m

b) Tính bằng công thức như trường hợp xếp một khối lượng nhỏ dưới 10%

SO TAY HANG HAI 238

Với lượng chiếm nước 9587+950/2 = 1 062t tra bang tham số thuỷ tĩnh được TPC=23,5t/cm,

' KM=9,712m Tính lượng biến đổi ổn tính,

Vậy ổn tính mới của tàu GM = 9,936 - 7,84 - 0,888 = 1,208m

Nói chung, phương pháp tính ở mục a) có độ chính xác cao hơn phương pháp ở mục b)

31.5.6 Ổn tính khi xếp/dỡ hàng siêu trọng

1 Xếp hàng siêu trọng

Mã hàng siêu trọng (heavy unit, awkward uniÐ hình 31.15 có khối lượng P Sẽ phát sinh góc

nghiêng lớn nhất, đồng thời ổn tính của tàu cũng biến đổi khi mã hàng vừa được nhấc lên

rời khỏi mặt câu tàu, vào thời điểm này mặt

phẳng chứa cần cẩu và dây cẩu vuông góc với

mặt cắt dọc của tàu Ổn tính của tàu biến đổi đến

mức thấp nhất khi đầu cẩu vươn lên cao nhất

hoặc khi mã hàng vừa đưa qua lan can tàu, vào

thời điểm này tàu cũng phát sinh góc nghiêng lớn

nhất

Ly, kz

Có thể áp dụng các công thức trước đây để tính

biến đổi của ổn tính và góc nghiêng Giả sử đầu

cần cẩu cách mặt cắt dọc giữa tàu là Ly, cách

đường cơ bản là L„ thì lượng biến đổi ổn tính là,

Trong đó,

ðGM - Lượng biến đổi chiều cao ổn tính (m)

P - Khối lượng hàng siêu trọng (t)

KG - Chiểu cao trọng tâm của tàu trước khi xếp hàng siêu trọng (m)

L¿- Chiểu cao của đầu đòn cẩu tính từ mặt phẳng cơ bắn (m)

Ly - Khoảng cách từ đầu đòn cẩu đến mặt cắt dọc của tàu (m)

GM - Chiéu cao én tinh (m)

SO TAY HANG HAI 239